具有绒面结构单晶硅片及其制备方法和硅太阳能电池与流程

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本发明属于太阳能电池技术领域，具体的是涉及一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法和硅太阳能电池。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，石油、天然气等化石燃料的快速消耗，使得世界的能源需求供给日益紧张，严重制约着各国的可持续发展。同时，由于化石燃料的过度开发使用和社会的高度工业化，温室效应和雾霾等环境问题越来越严重，人们的生产生活也受到严重影响。

为了解决这一问题，开发和利用太阳能、风能等新能源成为了大家共同的选择。其中，太阳能作为最环保、清洁、无污染的绿色能源，储量巨大，被认为是21世纪最有发展潜力的可再生能源。

太阳能电池主要通过光伏效应将太阳能转化为电能，是利用太阳能最为有效的方式之一。目前市场上的太阳能电池中，硅基太阳能电池是应用最为广泛，技术发展也是最为成熟的，虽然其具有较高的光电转换效率和稳定性，但在制备工艺中，仍存在耗能污染多，成本高昂，光电转换效率有望进一步提高等问题，因此限制了其大规模商业化的生产。

所以，对于太阳能电池来说，提高太阳能电池的光电转换效率和降低成本一直是其研究的重点，而减少电池表面对入射光的反射和增加入射光的吸收是提高太阳能电池光电转换效率的重要手段。传统的减反射措施主要有两种：一种是在硅衬底表面制备一层减反膜，如tiox、sinx等减反膜，来增加光的吸收能力；另一种则是用刻蚀法在硅衬底表面构造一些硅微纳结构，利用光的多次反射，增加光吸收的路径，来提高其陷光能力。前者一般需要复杂的设备，工艺繁杂，制备成本高。而后者在常温下就可以进行，设备简单，易操作，成本低廉，而且刻蚀的硅片具有较好的减反射效果，适用于工业化生产。

目前，在太阳能电池的绒面制备工艺中，传统的方法主要是利用碱与醇的混合溶液对单晶硅晶面进行各向异性腐蚀，在硅片表面形成“金字塔”状的绒面。这种绒面结构，与平面硅相比，提高了硅片表面的比表面积，有效地降低了光的反射率，从而增强了对光的吸收能力。但是目前通过这种方法制备的“金字塔”结构的反射率依然很高，平均反射率在10％以上。因此，如何降低硅片的反射率是需要攻克的一技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有绒面结构的单晶硅片及其制备方法，以解决现有单晶硅片绒面对太阳光的反射率高的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种硅太阳能电池，以解决现有硅太阳能电池由于对太阳光的反射率高，而导致对太阳光的利用率低，同时短路电流密度和电池的转换效率低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种单晶硅片绒面结构的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：

将单晶硅片进行表面清洗处理后，置于第一刻蚀液中进行刻蚀处理，使所述单晶硅片表面形成分布有若干金字塔结构的绒面；

将刻蚀有所述绒面的所述单晶硅片经酸液清洗处理后，采用氢氟酸溶液进行氢化处理；

再将经氢化处理后的所述单晶硅片的所述绒面上镀银层；

将镀有所述银层的所述单晶硅片在保护气氛中进行退火处理，使得银层形成非连续的银纳米颗粒，且所述银纳米颗粒分布并结合在所述绒面上；

将经退火处理后的所述单晶硅片置于第二刻蚀液中进行刻蚀处理，在所述绒面上形成纳米孔结构，然后除去银纳米颗粒。

本发明的另一方面，提供了一种单晶硅片。所述单晶硅片的表面为经刻蚀处理形成的分布有若干金字塔结构的绒面，并且在所述金字塔结构的绒面上分布有纳米孔结构。

本发明的又一方面，提供了一种硅太阳能电池。所述硅太阳能电池包含被钝化处理后的n型单晶硅片，所述n型单晶硅片为本发明制备方法制备的单晶硅片或为本发明单晶硅片，在所述单晶硅片的开设有纳米孔结构的金字塔结构绒面上涂设有pedot:pss层，在所述pedot:pss层外表面结合有正极层；在所述n型单晶硅片的涂设有pedot:pss层所述绒面的相背对的表面上结合有负极层。

与现有技术相比，本发明单晶硅片绒面结构的制备方法能够使得单晶硅片形成的绒面具有更大的比表面积，而且具有更佳的反射太阳光的角度，更低的光反射率，从而增强了硅片表面对太阳光的利用率。另外，本发明制备方法重复性好、工艺稳定，制备的单晶硅片绒面结构对太阳光的低反射率这一特性稳定，而且操作容易，成本低，得到的纳米孔均匀，从而保证了结构更高的减反射性能。

本发明单晶硅片在分布有若干金字塔结构的绒面上还设有纳米孔结构，该结构的绒面比表面积大，纳米孔均匀，其具有更佳的反射太阳光的角度，从而具有更低的光反射率，对太阳光的利用率高。

本发明硅太阳能电池由于含有本发明单晶硅片，因此，本发明硅太阳能电池对太阳光的利用率高，从而使得本发明硅太阳能电池的短路电流密度和光电转换效率高。

附图说明

图1是本发明实施例单晶硅片绒面sem图；

图2是本发明实施例单晶硅片绒面结构的制备方法流程图；

图3是本发明实施单晶硅片刻蚀形成若干金字塔结构的绒面sem图；

图4是本发明实施单晶硅片刻蚀形成若干金字塔结构的绒面上镀有非连续银纳米颗粒的sem图；

图5是实施例11中硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片与对比例1中提供的传统金字塔结构绒面的单晶硅片的太阳光反射率对比图；

图6是实施例21提供的硅太阳能电池与对比例1提供的硅太阳能电池的j-v曲线图；

图7是实施例21提供的硅太阳能电池与对比例1提供的硅太阳能电池的外量子效率图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种对太阳光反射率低的单晶硅片。所述单晶硅片表面为经刻蚀处理形成的分布有若干金字塔结构的绒面，并且在所述金字塔结构的绒面上分布有纳米孔结构，其绒面结构如图1所示。这样，所述单晶硅片在分布有若干金字塔结构的绒面上还设有纳米孔结构，从而使得该结构的绒面比表面积大，纳米孔均匀，其具有更佳的反射太阳光的角度，从而具有更低的光反射率，对太阳光的利用率高。

其中，在一实施例中，所述金字塔结构的尺寸为1-8μm。通过对金字塔结构尺寸的控制，使得绒面结构具有大的比表面积，同时具有特定的尺寸，以使得绒面结构具有更佳的反射太阳光的角度，从而具有更低的太阳光反射率。另外，所述金字塔结构的绒面可以按照常规的工艺制备获得，具体可以参照下文单晶硅片的制备方法制备金字塔结构的绒面。

在上述金字塔结构的绒面上进一步刻蚀纳米孔结构，有效增大绒面比表面积的基础上，纳米孔结构与金字塔结构相组合进一步改善了绒面对太阳光的反射角度，从而进一步降低绒面对太阳光的反射率。

因此，上述单晶硅片通过绒面上刻蚀形成的金字塔结构和纳米孔结构的共同作用，使得上述单晶硅片绒面具有较大的比表面积。进一步通过对金字塔结构和纳米孔结构的尺寸特别是纳米孔结构的尺寸控制，使得该绒面结构具有更佳的反射太阳光的角度，从而具有更低的太阳光反射率。

相应地，本发明实施例还提供了一种关于上文所述单晶硅片的制备方法。该制备方法流程如图2所示，同时请参见单晶硅片绒面结构图1、图3和图4，具体包括如下步骤：

s01.对单晶硅片表面刻蚀形成分布有金字塔结构的绒面：将单晶硅片进行表面清洗处理后，置于第一刻蚀液中进行刻蚀处理，使所述单晶硅片表面形成分布有若干金字塔结构的绒面；

s02.对绒面进行氢化处理：将步骤s01中制备的有所述绒面的所述单晶硅片经酸液清洗处理后，采用氢氟酸溶液进行氢化处理；

s03.在绒面镀银层：在步骤s02中将经氢化处理后的所述单晶硅片的所述绒面上镀银层；

s04.对银层进行退火处理：将步骤s03中镀有所述银层的所述单晶硅片在保护气氛中进行退火处理，使得银层形成非连续的银纳米颗粒，且所述银纳米颗粒分布并结合在所述绒面上；

s05.对绒面进行二次刻蚀处理形成纳米孔结构：将步骤s04中经退火处理后的所述单晶硅片置于第二刻蚀液中进行刻蚀处理，在所述绒面上形成纳米孔结构，然后除去银纳米颗粒。

具体地，上述步骤s01单晶硅片可以是硅太阳能电池常用的单晶硅片，如电阻率为1.5～2.6ω.cm的n型单晶硅片，并将其切成2x2cm尺寸的n型单晶硅片。对所述单晶硅片表面的清洗处理目的是为了除去单晶硅片表面的杂质，以便后续的刻蚀处理。因此，只要是能够有效除去单晶硅片表面杂质的所有清洗方法均在本发明的公开范围，如在一实施例中，所述清洗处理是将切好的单晶硅片在丙酮、无水乙醇、去离子水中常温下依次各超声15min，然后再用去离子水充分冲洗，再用氮气吹干备用。

该步骤s01中的第一刻蚀液是为了在单晶硅片表面刻蚀出有若干金字塔结构的绒面，刻蚀形成若干金字塔结构的绒面sem图如图3所示。因此，在一实施例中，所述第一刻蚀液含质量分数为2％-3％的氢氧化钠和体积分数为5％-8％的异丙醇。在具体实施例中，溶质可以仅仅为氢氧化钠和异丙醇，溶剂可以是常规刻蚀液所用的溶剂。在所述第一刻蚀液的基础上，在另一实施例中，采用所述第一刻蚀液的刻蚀处理的温度为75℃～85℃，如80℃，时间为25～40min，如30min。通过对第一刻蚀液的成分种类和含量的控制，同时对刻蚀温度和时间等刻蚀条件的控制，使得单晶硅片表面被刻蚀形成分布有若干金字塔结构的绒面。如在具体实施例中，所述金字塔结构的底部界面尺寸为1-8μm。通过对第一刻蚀液的成分种类和含量的控制，同时对刻蚀温度和时间等刻蚀条件的控制，如将刻蚀温度设定为80℃，刻蚀时间为30min，可以间接对金字塔结构尺寸等参数进行控制，使得单晶硅片绒面具有大的比表面积和特定的反射光角度，从而降低对太阳光的反射率。

上述步骤s02中，将单晶硅片采用酸液清洗处理可以是但不仅仅是采用稀盐酸处理，以除去上述步骤s01中残留的第一刻蚀液。其中，稀盐酸溶液的浓度可以是常规的稀盐酸溶液浓度，如质量分数低于20％的盐酸。一实施例中，稀盐酸处理单晶硅片的时间为20min，如可以伴随超声处理。

待稀盐酸处理后，氢氟酸溶液对单晶硅片特别是其绒面的氢化处理是为去除硅表面的sio2层。其中，一实施例中，氢氟酸溶液的浓度可以是3-8wt％，如5wt％。一实施例中，该浓度的氢氟酸溶液氢化处理单晶硅片的时间为3-10min，如5min。

待氢化处理完毕后，可以进一步采用如去离子水进行清洗，除去单晶硅片表面残留的氢氟酸溶液。后用氮气吹干备用。

上述步骤s03中，在绒面镀银层的方法可以采用常规的方法，如采用真空热蒸发蒸镀，当然也可以采用其他方法镀银。在一实施例中，所镀银层的厚度为15～30nm。通过对银层厚度的控制，以实现对上述步骤s04中银纳米颗粒的粒径的控制，从而最终控制上述步骤s05中刻蚀形成的纳米孔结构分布和大小。

上述步骤s04中，银层在保护气氛中退火处理过程中，由于银层受热熔融，从而形成若干非连续的银纳米颗粒，并结合在绒面上，如结合在金字塔结构的绒面上，其镀有非连续的银纳米颗粒的绒面的sem图如图4所示。在一实施例中，所述退火处理是在温度为350℃-400℃热处理时间为15～30min后冷却。经测定，经过退火处理后形成的银纳米颗粒的粒径为100-400nm。另外，保护气氛保护银在退火中的稳定性，如不被氧化，因此，在一实施例中，该保护气氛为但不限于氮气氛围。

上述步骤s05中，表面分别并结合有非连续的银纳米颗粒的单晶硅片在第二刻蚀液中进行刻蚀处理过程中，银纳米颗粒起到催化作用，利用金属离子辅助化学刻蚀法以刻蚀出纳米孔结构。在一实施例中，所述第二刻蚀液包含0.05m/l的硝酸铁和4.8m/l的氢氟酸，且所述第二刻蚀液的刻蚀处理的时间为0.5-10min，刻蚀的温度可以是常温。经测定，刻蚀形成的所述纳米孔的孔径为50-400nm，深度为100-700nm。通过对第二刻蚀液的成分和含量以及对刻蚀条件的控制，使得刻蚀形成的纳米孔具有特定的尺寸，从而一方面纳米孔结构与金字塔结构可以起到协同作用，使得上述单晶硅片绒面具有大的比表面积；另一方面，使得该绒面结构具有更佳的反射太阳光的角度，以具有更低的太阳光反射率。

待经第二刻蚀液刻蚀完毕后，将绒面刻蚀有纳米孔结构的单晶硅片上的纳米银颗粒进行除去，从而获得如图1所述绒面结构的单晶硅片。在一实施例中，除去纳米银颗粒的方法为：将刻蚀有纳米孔结构的单晶硅片放入稀硝酸中进行浸泡处理以除去纳米银颗粒。如超声30min，再浸泡2h，取出后再用去离子水冲洗干净，最后用氮气吹干。

因此，上述单晶硅片绒面结构的制备方法能够使得单晶硅片形成的绒面具有更大的比表面积，而且具有更佳的反射太阳光的角度，从而具有更低的光反射率，从而增强了硅片表面对太阳光的利用率。另外，上述制备方法重复性好、工艺稳定，制备的单晶硅片绒面结构对太阳光的低反射率这一特性稳定，而且操作容易，成本低，得到的纳米孔均匀，从而保证了结构更高的减反射性能。

再一方面，在上文具有绒面结构单晶硅片及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种硅太阳能电池。所述硅太阳能电池包含被钝化处理后的n型单晶硅片，所述n型单晶硅片为由上文制备方法制备的单晶硅片或为上文单晶硅片，在所述单晶硅片的开设有纳米孔结构的金字塔结构绒面上涂设有pedot:pss层，在所述pedot:pss层外表面结合有正极层；在所述n型单晶硅片的涂设有pedot:pss层所述绒面的相背对的表面上结合有负极层。

其中，n型单晶硅片的被钝化处理方法可以是但不仅仅为将该结构的硅片放入5％hf溶液中氢化5min后，再用hno3钝化硅片，最后去离子水冲洗几遍后用氮气吹干。其中，hno3浓度为5％～20％，钝化时间为1～10s。

在一实施例中，上述pedot:pss层的厚度为20-200nm。在另一实施例中，pedot:pss层中含5％的dmso和1％的tritonx-100。该pedot:pss层制备方法可以但不仅仅为：将pedot:pss溶液采用匀胶机旋涂，再将硅片转移到手套箱中用140℃退火15min；其中，旋涂的速度为1500-3000转/分钟，时间为但不仅仅为1min。

上述正极层可以是硅太阳能电池常规的正极层，如银栅电极，该正极可以采用常规的形成方式形成于pedot:pss层外面上。在一实施例中，该正极层如银栅电极的厚度为100-300nm。

上述负极层可以是硅太阳能电池常规的负极层，如铝电极，该负极可以采用常规的形成方式形成于在所述n型单晶硅片的涂设有pedot:pss层所述绒面的相背对的表面上，也即是形成于n型单晶硅片行业俗称的背面上。在一实施例中，该负极层如铝电极的厚度为100-300nm。

由于上述硅太阳能电池含有本发明单晶硅片，因此，上述硅太阳能电池对太阳光的利用率高，从而使得上述硅太阳能电池的短路电流密度和光电转换效率高。

现结合具体实例，对本发明实施例具有绒面结构单晶硅片及其制备方法进行进一步详细说明。

1.具有绒面结构单晶硅片实施例

实施例11

本发明提供一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法。

具有绒面结构单晶硅片按照如下方法制备：

s11.用质量分数为2.5％的氢氧化钠和体积分数为5％异丙醇配置好刻蚀溶液，然后将清洗好的2x2cm单晶硅片借助一个聚氟乙烯夹具浸泡在刻蚀溶液中，通过80℃的水浴加热30min后，便可刻蚀出“金字塔”的绒面结构；

s12.再将步骤s11刻蚀处理的单晶硅片在稀盐酸中超声20min，去离子水冲洗3遍去除表面残留的氢氧化钠和盐酸，然后将硅片放入5％氢氟酸中氢化5min去除表面的氧化硅，最后用去离子水冲洗再用氮气吹干；

s13.利用真空热蒸发设备在步骤s12氢化后的单晶硅片表面蒸镀一层30nm的银层；

s14.然后将步骤s13镀银单晶硅片转移到具有氮气氛围的手套箱中，在400℃下加热20min，退火冷却后，在硅片的表面形成一层粒径在200～400nm之间非连续的银纳米颗粒；

s15.再将步骤s14退火冷却后的单晶硅片放入到4.8m/l氢氟酸和0.05m/l硝酸铁的混合溶液中反应1min，利用金属离子辅助化学刻蚀法在“金字塔”的结构上制备纳米孔结构，然后将单晶硅片放入到稀硝酸中超声30min，再浸泡2h，取出后用去离子水冲洗干净再用氮气吹干，即可得到硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片。

将实施例11中步骤s11制备的刻蚀有“金字塔”的绒面结构的单晶硅片进行sem观察，其绒面结构的sem图如图3所示，其表面分布有很多均匀、大小相似的金字塔。

将实施例11中步骤s14制备的结合有非连续的银纳米颗粒的单晶硅片进行sem观察，其结合有非连续的银纳米颗粒绒面结构的sem图如图4所示，在金字塔结构上形成一层非连续的银纳米颗粒。

将实施例11中步骤s15处理后的单晶硅片进行sem观察，硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片的绒面结构如图1所示，这种绒面结构是在金字塔结构上刻蚀纳米孔形成的，具有更大的比表面积。

实施例12

本发明提供一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法。

具有绒面结构单晶硅片按照如下方法制备：

s21.用质量分数为2.5％的氢氧化钠和体积分数为5％异丙醇配置好刻蚀溶液，然后将清洗好的2x2cm单晶硅片借助一个聚氟乙烯夹具浸泡在刻蚀溶液中，通过80℃的水浴加热30min后，便可刻蚀出“金字塔”的绒面结构；

s22.再将步骤s21刻蚀处理的单晶硅片在稀盐酸中超声20min，去离子水冲洗3遍去除表面残留的氢氧化钠和盐酸，然后将硅片放入5％氢氟酸中氢化5min去除表面的氧化硅，最后用去离子水冲洗再用氮气吹干；

s23.利用真空热蒸发设备在步骤s22氢化后的单晶硅片表面蒸镀一层30nm的银层；

s24.然后将步骤s23镀银单晶硅片转移到具有氮气氛围的手套箱中，在400℃下加热20min，退火冷却后，在硅片的表面形成一层粒径在200～400nm之间非连续的银纳米颗粒；

s25.再将步骤s24退火冷却后的单晶硅片放入到4.8m/l氢氟酸和0.05m/l硝酸铁的混合溶液中反应3min，利用金属离子辅助化学刻蚀法在“金字塔”的结构上制备纳米孔结构，然后将单晶硅片放入到稀硝酸中超声30min，再浸泡2h，取出后用去离子水冲洗干净再用氮气吹干，即可得到硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片。

实施例13

本发明提供一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法。

具有绒面结构单晶硅片按照如下方法制备：

s31.用质量分数为2.5％的氢氧化钠和体积分数为5％异丙醇配置好刻蚀溶液，然后将清洗好的2x2cm单晶硅片借助一个聚氟乙烯夹具浸泡在刻蚀溶液中，通过80℃的水浴加热30min后，便可刻蚀出“金字塔”的绒面结构；

s32.再将步骤s31刻蚀处理的单晶硅片在稀盐酸中超声20min，去离子水冲洗3遍去除表面残留的氢氧化钠和盐酸，然后将硅片放入5％氢氟酸中氢化5min去除表面的氧化硅，最后用去离子水冲洗再用氮气吹干；

s33.利用真空热蒸发设备在步骤s32氢化后的单晶硅片表面蒸镀一层30nm的银层；

s34.然后将步骤s33镀银单晶硅片转移到具有氮气氛围的手套箱中，在400℃下加热20min，退火冷却后，在硅片的表面形成一层粒径在200～400nm之间非连续的银纳米颗粒；

s35.再将步骤s34退火冷却后的单晶硅片放入到4.8m/l氢氟酸和0.05m/l硝酸铁的混合溶液中反应5min，利用金属离子辅助化学刻蚀法在“金字塔”的结构上制备纳米孔结构，然后将单晶硅片放入到稀硝酸中超声30min，再浸泡2h，取出后用去离子水冲洗干净再用氮气吹干，即可得到硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片。

实施例14

本发明提供一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法。

具有绒面结构单晶硅片按照如下方法制备：

s41.用质量分数为2.5％的氢氧化钠和体积分数为5％异丙醇配置好刻蚀溶液，然后将清洗好的2x2cm单晶硅片借助一个聚氟乙烯夹具浸泡在刻蚀溶液中，通过80℃的水浴加热30min后，便可刻蚀出“金字塔”的绒面结构；

s42.再将步骤s41刻蚀处理的单晶硅片在稀盐酸中超声20min，去离子水冲洗3遍去除表面残留的氢氧化钠和盐酸，然后将硅片放入5％氢氟酸中氢化5min去除表面的氧化硅，最后用去离子水冲洗再用氮气吹干；

s43.利用真空热蒸发设备在步骤s42氢化后的单晶硅片表面蒸镀一层30nm的银层；

s44.然后将步骤s43镀银单晶硅片转移到具有氮气氛围的手套箱中，在400℃下加热20min，退火冷却后，在硅片的表面形成一层粒径在200～400nm之间非连续的银纳米颗粒；

s45.再将步骤s44退火冷却后的单晶硅片放入到4.8m/l氢氟酸和0.05m/l硝酸铁的混合溶液中反应7min，利用金属离子辅助化学刻蚀法在“金字塔”的结构上制备纳米孔结构，然后将单晶硅片放入到稀硝酸中超声30min，再浸泡2h，取出后用去离子水冲洗干净再用氮气吹干，即可得到硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片。

实施例15

本发明提供一种具有绒面结构单晶硅片及其制备方法。

具有绒面结构单晶硅片按照如下方法制备：

s51.用质量分数为2.5％的氢氧化钠和体积分数为5％异丙醇配置好刻蚀溶液，然后将清洗好的2x2cm单晶硅片借助一个聚氟乙烯夹具浸泡在刻蚀溶液中，通过80℃的水浴加热30min后，便可刻蚀出“金字塔”的绒面结构；

s52.再将步骤s51刻蚀处理的单晶硅片在稀盐酸中超声20min，去离子水冲洗3遍去除表面残留的氢氧化钠和盐酸，然后将硅片放入5％氢氟酸中氢化5min去除表面的氧化硅，最后用去离子水冲洗再用氮气吹干；

s53.利用真空热蒸发设备在步骤s52氢化后的单晶硅片表面蒸镀一层30nm的银层；

s54.然后将步骤s53镀银单晶硅片转移到具有氮气氛围的手套箱中，在400℃下加热20min，退火冷却后，在硅片的表面形成一层粒径在200～400nm之间非连续的银纳米颗粒；

s55.再将步骤s54退火冷却后的单晶硅片放入到4.8m/l氢氟酸和0.05m/l硝酸铁的混合溶液中反应10min，利用金属离子辅助化学刻蚀法在“金字塔”的结构上制备纳米孔结构，然后将硅片放入到稀硝酸中超声30min，再浸泡2h，取出后用去离子水冲洗干净再用氮气吹干，即可得到硅金字塔-纳米孔复合绒面结构单晶硅片。

2.硅太阳能电池实施例

实施例21

本实施例提供了一种硅太阳能电池，其包括上述实施例11提供的具有绒面结构单晶硅片，在所述单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。

本实施例硅太阳能电池按照如下方法制备：

将上述实施例11单晶硅片放入5％hf中氢化5min，在10％hno3中钝化3s，用去离子水冲洗几遍后用氮气吹干；然后在单晶硅片正面以2000转/分钟旋涂一层pedot:pss薄膜，旋涂时间为1min，然后转移到手套箱中140℃退火15min，再用真空热蒸发方法通过掩膜版在硅片的正面蒸镀一层200nm的银栅电极，在单晶硅片背面蒸镀一层200nm的铝电极，这样就得到基于该结构的硅/pedot:pss杂化太阳能电池。

实施例22

本实施例提供了一种硅太阳能电池，其包括上述实施例12提供的具有绒面结构单晶硅片，在所述单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。

本实施例硅太阳能电池按照如下方法制备：

将上述实施例12单晶硅片放入5％hf中氢化5min，在10％hno3中钝化3s，用去离子水冲洗几遍后用氮气吹干；然后在硅片正面以2000转/分钟旋涂一层pedot:pss薄膜，旋涂时间为1min，然后转移到手套箱中140℃退火15min，再用真空热蒸发方法通过掩膜版在硅片的正面蒸镀一层200nm的银栅电极，在硅片背面蒸镀一层200nm的铝电极，这样就得到基于该结构的硅/pedot:pss杂化太阳能电池。

实施例23

本实施例提供了一种硅太阳能电池，其包括上述实施例13提供的具有绒面结构单晶硅片，在所述单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。

本实施例硅太阳能电池按照如下方法制备：

将上述实施例13单晶硅片放入5％hf中氢化5min，在10％hno3中钝化3s，用去离子水冲洗几遍后用氮气吹干。然后在硅片正面以2000转/分钟旋涂一层pedot:pss薄膜，旋涂时间为1min，然后转移到手套箱中140℃退火15min，再用真空热蒸发方法通过掩膜版在硅片的正面蒸镀一层200nm的银栅电极，在硅片背面蒸镀一层200nm的铝电极，这样就得到基于该结构的硅/pedot:pss杂化太阳能电池。

实施例24

本实施例提供了一种硅太阳能电池，其包括上述实施例14提供的具有绒面结构单晶硅片，在所述单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。

本实施例硅太阳能电池按照如下方法制备：

将上述实施例14单晶硅片放入5％hf中氢化5min，在10％hno3中钝化3s，用去离子水冲洗几遍后用氮气吹干。然后在硅片正面以2000转/分钟旋涂一层pedot:pss薄膜，旋涂时间为1min，然后转移到手套箱中140℃退火15min，再用真空热蒸发方法通过掩膜版在硅片的正面蒸镀一层200nm的银栅电极，在硅片背面蒸镀一层200nm的铝电极，这样就得到基于该结构的硅/pedot:pss杂化太阳能电池。

实施例25

本实施例提供了一种硅太阳能电池，其包括上述实施例15提供的具有绒面结构单晶硅片，在所述单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。

本实施例硅太阳能电池按照如下方法制备：

将上述实施例15单晶硅片放入5％hf中氢化5min，在10％hno3中钝化3s，用去离子水冲洗几遍后用氮气吹干。然后在硅片正面以2000转/分钟旋涂一层pedot:pss薄膜，旋涂时间为1min，然后转移到手套箱中140℃退火15min，再用真空热蒸发方法通过掩膜版在硅片的正面蒸镀一层200nm的银栅电极，在硅片背面蒸镀一层200nm的铝电极，这样就得到基于该结构的硅/pedot:pss杂化太阳能电池。

对比例1

提供传统金字塔结构绒面的单晶硅片，并参照实施例21的方式在传统金字塔结构绒面的单晶硅片正面依次层叠有pedot:pss层和银栅电极，在所述单晶硅片背面结合有铝电极。